Polimorfizam, Apstrakcija, Šablonidigis.edu.rs/pluginfile.php/17223/mod_resource/content/1/Osnove... · 2 POLIMORFIZAM, APSTRAKCIJA, ŠABLONI Pokazivači i reference na osnovne klase

Miljan Milošević

Polimorfizam, Apstrakcija, Šabloni

Lekcija 11

2

POLIMORFIZAM, APSTRAKCIJA, ŠABLONI

Pokazivači i reference na osnovne klase objekata izvedene klase

Osnovi o polimorfizmu

Potreba za virtuelnim funkcijama

Definisanje virtuelnih funkcija

Upotreba virtuelnih funkcija


Potreba za virtuelnim destruktorima

Definisanje virtuelnog destruktora

Čisto virtuelne funkcije; Nadglasavanje virtuelizacije; Mane virtuelnih funkcija

Apstrakcija podataka u C++-u

Specifikatori pristupa, pogodnosti apstrakcije i strategija projektovanja

Primer apstrakcije podataka

Uvod u apstraktne klase (C++ interfejsi)

Definicija apstraktnih klasa

Primer apstraktne klase

Uvod u polimorfizam

Uvod Virtuelne funkcije Apstrakcija podataka

Apstraktne klase

01 02 03 04

3

POLIMORFIZAM, APSTRAKCIJA, ŠABLONI

Hijerarhija klasa

Uvod u šablone

Definisanje i upotreba šablona funkcija

Upotreba šablona funkcija - odreĎivanje maksimuma različitih tipova podataka

Operatori, pozivi funkcija i šabloni funkcija

Problemi kod šablona funkcija

Preklapanje operacija kod šablona funkcija

Vrednosni parametar šablona (expression parameters)

Definicija šablona klasa

Primer šablona klase

Vrednosni parametri šablona klasa

Specijalizovan šablon klase

Implementacija specijalizovanog šablona klase

Virtuelne funkcije - Primer1



Primer. Čisto virtuelne funkcije

Primer. Šabloni funkcija

Primer. Šabloni klase

Zadaci za samostalno vežbanje

Šabloni funkcija Osnovi o hijerarhiji klasa

Šabloni klasa Vežbe Zadaci za samostalan rad

06 07 08 09 05

4

19.01.2015 © UNIVERZITET METROPOLITAN, Beograd / Kopiranje i umnožavanje nije dozvoljeno / Sva prava su zadržana. V1.15

U okviru ove lekcije studenti se upoznaju sa sledećim pojmovima objektno orijentisanog principa programskog jezika C++:

• Polimorfizam

• Virtuelne funkcije

• Apstrakcija podataka i apstraktne klase

• Hijerarhija klasa

• Šabloni funkcija i klasa

Princip polimorfizma predstavlja jedan od osnovnih principa objektno orijentisanog programiranja. On se ogleda u vrlo specifičnom

principu dvojnosti koji je zastupljen u objektno orijentisanoj formulaciji problema. Generalno gledano, to je kada značenje neke

instrukcije zavisi od konteksta, i rezultat neke instrukcije moţe da se menja u zavisnosti od konteksta.

Polimorfizam se u C++-u ostvaruje korišćenjem virtuelnih funkcija, koje se definišu upotrebom ključne reči virtual. Ukoliko se ţeli

doslovno prenošenje funkcionalnosti funkcije članice, onda naknadno definisanje funkcije u nasleđenoj klasi, prilikom prenošenja

objekta te klase kao parametra neke funkcije, ne izaziva očekivano dejstvo. To je zbog toga što se samo u slučaju definisanja virtual

funkcija prenose sa pokazivačima na objekte i pokazivači na predefinisane funkcije, što je osnov polimorfizma u objektnom

programiranju.

Apstrakcija podataka se odnosi na otkrivanje samo osnovnih informacija spoljašnjem svetu, sakrivajući detalje o tome kako je nešto

implementirano. C++ klase obezbeđuju veoma visok nivo apstrakcije podataka. Klase obezbeđuju dovoljan broj javnih metoda preko

kojih se korisnici igraju sa članovima klase, menjajući sadrţaj i stanje, a pritom ne poznajući implementaciju konkretnih funkcija.

Šabloni predstavljaju osnov generičkog programiranja, koje uključuje pisanje koda u smislu da je funkcionalnost koda nezavisna od

korišćenih tipova podataka. Šablon je ustvari formula za kreiranje generičkih klasa ili funkcija.

UVOD

Ova lekcija treba da ostvari sledeće ciljeve:

5 5

Pokazivači i reference na osnovne klase objekata

izvedene klase

Osnovi o polimorfizmu

Potreba za virtuelnim funkcijama

01

Uvod u polimorfizam

pokazivači na bazne klase, oblici, polimorfizam

6


POKAZIVAČI I REFERENCE NA OSNOVNE KLASE OBJEKATA IZVEDENE KLASE

Jedna od ključnih stvari izvedene klase je

činjenica da je pokazivač/referenca na

izvedenu klasu po tipu kompatibilan sa

pokazivačem/referencom na baznu klasu.

Krenućemo od jednog već obrađenog

primera gde smo imali osnovu klasu

Polygon, iz koje su zatim izvedene klase

trougao i kvadrat. Kao dodatak uzećemo u

razmatranje sledeću hijerarhiju klasa:

Pokazivači/reference na bazne klase kojima dodelimo adresu objekta izvedene klase imaju

pristup samo funkcijama i podacima bazne klase

Glavni program ćemo napisati kao:

int main () { CRectangle rect; CTriangle trgl; CPolygon * ppoly1 = &rect; CPolygon * ppoly2 = &trgl; ppoly1->set_values (4,5); ppoly2->set_values (4,5); cout << rect.area() << endl; cout << trgl.area() << endl; return 0; }

class CPolygon { protected: int width, height; public: void set_values (int a, int b) { width=a; height=b; } }; class CRectangle: public CPolygon { public: int area () { return (width * height); } }; class CTriangle: public CPolygon { public: int area () { return (width * height / 2); } };

U funkciji main kreiramo dva pokazivača

na objekte klase CPolygon (ppoly1 i

ppoly2). Zatim dodeljujemo adrese ovih

objekata pokazivačima, tj. objekata rect i

trgl. Pošto su oba objekta objekti klasa

koje su izvedene iz klase CPolygon, obe

operacija dodele su validne operacije.

Dereferenciranje pokazivača ppoly1 i

ppoly2 (sa *ppoly1 i *ppoly2) je takođe

validno i omogućava nam da pristupimo

članovima objekata na koji pokazuju.

Stoga su naredna dva iskaza identična:

ppoly1->set_values (4,5); rect.set_values (4,5);

ali s obzirom da su ppoly1 i ppoly2

pokazivači na tip Polygon (a ne na

Rectangle niti na Triangle), moguće je

pristupiti samo članovima koji su

nasleđeni iz klase Polygon, ali ne i onim

članovima izvedenih klasa Rectangle

i Triangle. Stoga u prethodnom primeru,

pristup članovima koji su karakteristični za

trougao i pravougaonik se vrši direktno

korišćenjem objekata rect i trgl, umesto

korišćenjem pokazivača; Pokazivač na

baznu klasu ne moţe da pristupi funkciji

area koja je metoda klasa Rectangle i

Triangle. Funkciji area smo mogli da

pristupimo samo da je ona bila članica

klase Polygon, umesto što je definisana u

izvedenim klasama. Problem je u tome što

klase Rectangle i Triangle implementiraju

različite verzije funkcije area pa stoga ona

nema zajednička svojstva.

7


Princip polimorfizma predstavlja jedan od osnovnih principa objektno orijentisanog programiranja. On se ogleda u vrlo specifičnom

principu dvojnosti koji je zastupljen u objektno orijentisanoj formulaciji problema. Treba usvojiti načela koja vaţe i pri prirodnom

nasleđivanju tj. nasleđivanje znači selektivno usvajanje pravila i podataka unutar sistema u kome je ova osobina zastupljena. To

znači da nije neophodno da se sve funkcije u istom obliku pridruţe klasama-objektima naslednicima. Ovaj izmenjeni koridor pravila

daje punu fleksibilnost u upotrebi nasleđivanja u objektno orijentisanoj analizi problema.

Već smo spomenuli da OOP ima tri glavne osobine a to su: enkapsulacija (sakrivanje podataka tj. učauravanje podataka i funkcija

neke klase), nasleđivanje, i polimorfizam. Šta je polimorfizam? Generalno gledano, to je kada značenje neke instrukcije zavisi od

konteksta, i rezultat neke instrukcije moţe da se menja u zavisnosti od konteksta. Jedan od osnovnih primera polimorfizma je kada

različiti operatori rade različite stvari u zavisnosti od tipa objekta na koji se primenljuju, npr.

• int1 + int2 - obavlja sabiranje brojeva

• str1 + str2 - obavlja povezivanje stringova

Drugi primer je kada funkcije istog imena obavljaju različite stvari u zavisnosti od konteksta. Tako npr. predefinisane (overloaded)

funkcije imaju isto ime ali različitu listu argumenata, ili nadglasavajuće (overriding) funkcije u izvedenoj klasi imaju isto ime i listu

argumenata sa nadglasanim (overridden) funkcijama u baznoj klasi.

Reč polimorfizam znači da nešto moţe da ima više oblika. Tipično, polimorfizam se javlja kada imamo hijerarhiju klasa koje su

povezane principima nasleđivanja. C++ polimorfizam znači da će poziv funkcije članice izazvati pozive različitih funkcija u zavisnosti

od tipa objekta koji je pozvao funkciju.

Zašto je polimorfizam koristan? Polimorfizam čini program elegantnijim, lakšim za razumevanje, i za odrţavanje (modifikovanje).

Kada primenimo polimorfizam onda nema potrebe da se pišu različita imena funkcija za akcije izvršene na različitim tipovima

objekata, i jedna opšta ideja neke funkcije sa različitim verzijama implementacije ali sa istim imenom i istim argumentima, moţe da

se zadrţi sa istim pozivom čak i ako se ta ideja koristi sa različitim tipovima objekata.

OSNOVI O POLIMORFIZMU

Polimorfizam znači da će poziv funkcije članice izazvati pozive različitih funkcija u zavisnosti od

tipa objekta koji je pozvao funkciju

8


POTREBA ZA VIRTUELNIM FUNKCIJAMA

Da bi se u izvedenoj klasi promenila

funkcionalnost neke izvedene klase, nije

dovoljno predefinisati sadrţaj te funkcije.

Mora se sintaksno naglasiti da je

konkretna funkcija predviđena za

preobraţavanje u izvedenim klasama.

Ključna reč jezika koja pruţa ovu

mogućnost je virtual. Upotrebom virtuelnih

(izmenjivih) funkcija, na mestu gde se

inače označava tip povratne vrednosti

funkcije, kompajleru se naznačava da se

radi o funkciji koja će u izvedenoj klasi biti,

prema potrebama, naknadno definisana /

predefinisana. Bez upotrebe ovog

sintaksnog pravila, klasa naslednica

bezuslovno nasleđuje i funkcije članice, a

to znači da, u konkretnim slučajevima

funkcionalnost ne moţe biti prilagođena

zahtevima. Da bi se u načelu kompajleru

naglasila predviđena izmenljivost

pojedinih funkcija članica, u sintaksi

njihove deklaracije kao članica klasa mora

se navesti ključna reč virtual.

Virtuelne funkcije rešavaju problem pokazivača na bazne klase kojima se dodeljuje adresa

objekta izvedene klase. Virtual naznačava da će funkcija biti naknadno prilagoĎena zahtevima

Ovo ne znači da funkcija mora biti

predefinasana u izvedenoj klasi već znači

dozvoljenu mogućnost da se ona

predefiniše.

Posmatrajmo detaljno sledeći primer kako

bi usvojili gradivo o pokazivačima na

bazne klase a zatim uveli korišćenje

virtual funkcija. Pretpostavimo da imamo

baznu klasu X i funkciju f() definisanu u

baznoj klasi:

class Xclass { //... f(); //... } a zatim i klasu Y koja je izvedena iz X:

class Yclass : public Xclass { //.... }

Neka je glavni program napisan na

sledeći način:

int main() { Xclass* p; Yclass y; Xclass x; p = &y; (*p).f(); p = &x; (*p).f(); }

U prethodnom primeru pokazivač p je tipa

Xclass*, tj. p je pokazivač na tip Xclass.

Stoga p takođe moţe da pokazuje na

objekte tj. da igra ulogu pokazivača za

bilo koji objekat izvedene klase Yclass.

Međutim, ono što smo već spomenuli,

kada p pokazuje na neki objekat izvedene

klase Yclass, njegov tip je i dalje Xclass*.

Stoga će izraz (*p).f() pozvati funkciju f()

definisanu u baznoj klasi. Naravno, izraz

(*p).f() se moţe napisati i na sledeći način:

p->f().

9 9

Definisanje virtuelnih funkcija



Potreba za virtuelnim destruktorima

Definisanje virtuelnog destruktora

Čisto virtuelne funkcije; Nadglasavanje virtuelizacije;

Mane virtuelnih funkcija

02

Virtuelne funkcije

polimorfizam, virtuelne funkcije, nadglasavanje virtuelizacije

10


U prethodnom primeru imamo p koji je pokazivač objekata bazne

klase Xclass, i prvo se on koristi da pokazuje na objekte klase

Xclass a zatim i da pokazuje na objekte izvedene klase Yclass.

Kao što vidimo imamo dva poziva funkcije p->f(), i oba pozivaju

istu verziju funkcije f(), tj. one verzije koja je definisana u baznoj

klasi Xclass, jer je p deklarisan da bude pokazivač za Xclass

objekte. Stoga pokazivanje na objekte klase Yclass pomoću p

nema efekta na drugi poziv p->f(); Da bi imali polimorfni efekat u

gornjem primeru, potrebno je da proglasimo funkciju Xclass::f()

da je virtuelna funkcija, pomoću ključne reči virtual, dodavanjem

virtual u deklaraciji bazne funkcije, tj. da izmenimo klasu Xclass

da bude:

U prethodnom primeru postavlja se pitanje, šta ako Yclass ima

nadglasavajuću verziju funkcije f() i pri tome p pokazuje na neki

objekat klase Yclass. Koja će funkcija f() biti izvršena, Xclass::f()

ili Yclass::f()? Odgovor je da će p->f() izvršiti Xclass::f() jer je p

tipa Xclass*. To što p pokazuje tog momenta na objekat

izvedene klase Yclass je nebitno. Pogledajmo sledeći primer:

DEFINISANJE VIRTUELNIH FUNKCIJA

Funkcija se proglašava virtuelnom („izmenjivom“) korišćenjem ključne reči virtual u deklaraciji

funkcije ispred povratnog tipa funkcija: virtual void f()

#include <iostream> using namespace std; class Xclass{ public: void f() { cout << "Xclass::f() \n"; } }; class Yclass : public Xclass { public: void f() { cout << "Yclass::f() \n"; } }; int main() { Xclass x; Yclass y; Xclass *p = &y; (*p).f(); // Poziva se Xclass::f() jer je p tipa Xclass* p = &x; (*p).f(); // Poziva se Xclass::f() jer je p tipa Xclass* }

class Xclass { public: virtual void f() { cout << "Xclass::f() \n"; } };

11


U primeru koji sledi ilustrovane su dve mogućnosti: da se funkcija

deklariše bez prefiksa virtual i sa prefiksom virtual. Različiti

rezultati pri izvršavanju programa najbolje ilustruju potrebu za

eksplicitnom deklaracijom "izmenljivih" funkcija. Ukoliko se ţeli

doslovno prenošenje funkcionalnosti funkcije članice, onda

naknadno definisanje funkcije u nasleđenoj klasi, prilikom

prenošenja objekta te klase kao paramtera neke funkcije, ne

izaziva očekivano dejstvo. To je zbog toga što se samo u slučaju

definisanja virtual funkcija prenose sa pokazivačima na objekte i

pokazivači na predefinisane funkcije, što je osnov polimorfizma u

objektnom programiranju. Na primeru koji sledi mogu se isprobati

dve mogućnosti: nasleđivanje sa virtual funkcijama i bez njih. U

prvom slučaju, program je potrebno prevesti u prikazanom

obliku, a u drugom slučaju potrebno je definiciju simboličke

konstante VIRTUAL staviti pod komentar. Pri izvršavanju

programa za nedefinisanu konstantu VIRTUAL izvršava se

funkcija povrs iz klase Kvadrat za izvedenu klasu Pravougaonik.

Kada se primeni virtual deklaracija funkcije članice povrs, za

objekat klase Kvadrat se površina izračunava kao kvadrat

vrednosti stranice kvadrata (objekta), a u izvedenoj klasi površina

pravougaonika se izračunava primenom predefinisane virtuelne

funkcije povrs kao proizvod duţina jedne i druge stranice

pravougaonika.

UPOTREBA VIRTUELNIH FUNKCIJA

U slučaju korišćenja virtuelnih funkcija sa pokazivačima na objekte prenose se i pokazivači na

predefinisane funkcije, što je osnov polimorfizma u objektnom programiranju

#define VIRTUAL #include <stdio.h> class Kvadrat{ public: int a; #ifndef VIRTUAL int povrs(void); #else virtual int povrs(void); #endif }; class Pravougaonik : public Kvadrat{ public: int b; // "inline" funkcija povrs #ifndef VIRTUAL int povrs(void) {return a*b;}; #else virtual int povrs(void) {return a*b;}; #endif }; int Kvadrat :: povrs(void) { return a*a; }

12


U primeru koji sledi ilustrovane su dve mogućnosti: da se funkcija

deklariše bez prefiksa virtual i sa prefiksom virtual. Različiti

rezultati pri izvršavanju programa najbolje ilustruju potrebu za

eksplicitnom deklaracijom "izmenljivih" funkcija. Ukoliko se ţeli

doslovno prenošenje funkcionalnosti funkcije članice, onda

naknadno definisanje funkcije u nasleđenoj klasi, prilikom

prenošenja objekta te klase kao paramtera neke funkcije, ne

izaziva očekivano dejstvo. To je zbog toga što se samo u slučaju

definisanja virtual funkcija prenose sa pokazivačima na objekte i

pokazivači na predefinisane funkcije, što je osnov polimorfizma u

objektnom programiranju. Na primeru koji sledi mogu se isprobati

dve mogućnosti: nasleđivanje sa virtual funkcijama i bez njih. U

prvom slučaju, program je potrebno prevesti u prikazanom

obliku, a u drugom slučaju potrebno je definiciju simboličke

konstante VIRTUAL staviti pod komentar. Pri izvršavanju

programa za nedefinisanu konstantu VIRTUAL izvršava se

funkcija povrs iz klase Kvadrat za izvedenu klasu Pravougaonik.

Kada se primeni virtual deklaracija funkcije članice povrs, za

objekat klase Kvadrat se površina izračunava kao kvadrat

vrednosti stranice kvadrata (objekta), a u izvedenoj klasi površina

pravougaonika se izračunava primenom predefinisane virtuelne

funkcije povrs kao proizvod duţina jedne i druge stranice

pravougaonika.

UPOTREBA VIRTUELNIH FUNKCIJA

U slučaju korišćenja virtuelnih funkcija sa pokazivačima na objekte prenose se i pokazivači na

predefinisane funkcije, što je osnov polimorfizma u objektnom programiranju

void stampa(Kvadrat *O) // pointer na objekat je parametar { printf("\nPovrsina =%d", O->povrs()); } void main(void) { Kvadrat A ; // objekat klase Kvadrat Pravougaonik B ; // objekat klase Pravougaonik // dodela vrednosti clanovima objekata na koje pokazuju A i B A.a=10; B.a=5; B.b=30; // poziv funkcije, prosledjuje se adresa objekata stampa(&A); stampa(&B); }

13


Napišimo glavni program na sledeći način: Iako C++ obezbeđuje podrazumevajući destruktor za vaše klase,

postojaće slučajevi kada ćete hteti da napišete svoje destruktore

(naročito u slučaju da klasa treba da dealocira memoriju).

Pravilo je da uvek treba kreirati virtuelni destruktor kada

radimo sa nasleĎivanjem. Razmotrimo sledeći primer gde

imamo deklarasane klase Base i Derived.

POTREBA ZA VIRTUELNIM DESTRUKTORIMA

Kod korišćenja pokazivača na bazne klase, s obzirom da se pozivaju samo funkcije bazne klase,

pri uništavanju objekta biće takoĎe pozvan destruktor bazne klase

#include <iostream> using namespace std; class Base{ public: ~Base() { cout << "Calling ~Base()" << endl; } }; class Derived: public Base{ private: int* m_pnArray; public: Derived(int nLength) { m_pnArray = new int[nLength]; } ~Derived() // note: not virtual { cout << "Calling ~Derived()" << endl; delete[] m_pnArray; } };

int main() { Derived *pDerived = new Derived(5); Base *pBase = pDerived; delete pBase; return 0; }

Pošto je pBase pokazivač na klasu Base, kada se pBase briše

program prvo proverava da li je destruktor klase Base virtuelni.

Ukoliko nije, onda pretpostavlja da je jedino neophodno da

pozove upravo taj destruktor. Stoga moţemo primetiti da će na

osnovu ove činjenice prethodni primer oštampati poruku:

Calling ~Base()

međutim to nije ono što smo ţeleli da uradimo.

14


Ako sada pozovemo isti glavni program kao u prethodnom

primeru:

Ono što smo ustvari ţeleli je da se prilikom brisanja pBase prvo

pozove destruktor klase Derived (ali naravno, iz njega će se

zatim pozvati destruktor osnovne klase Base kao poslednji korak

pre završetka tela destrukora klase Derived). Ovo ostvarujemo

ako destruktor klase Base definišemo kao virtuelni:

DEFINISANJE VIRTUELNOG DESTRUKTORA

Opšte je pravilo da, kada imamo posla sa nasleĎivanjam, destruktore klasa definišemo kao

virtuelne, korišćenjem ključne reči virtual u deklaraciji

#include <iostream> using namespace std; int main() { Derived *pDerived = new Derived(5); Base *pBase = pDerived; delete pBase; return 0; } biće proizveden sledeći rezultat:

Calling ~Derived() Calling ~Base()

Kao što moţemo primetiti iz prethodnog primera koristili smo

sluţbenu reč virtual ispred naziva destruktora u klasi Base:

class Base{ public: virtual ~Base() { cout << "Calling ~Base()" << endl; } }; class Derived: public Base{ private: int* m_pnArray; public: Derived(int nLength) { m_pnArray = new int[nLength]; } virtual ~Derived() { cout << "Calling ~Derived()" << endl; delete[] m_pnArray; } };

virtual ~Base()

odnosno ispred naziva destruktora klase Derived:

virtual ~Derived()

Naravno, da još jednom ponovimo: Kad god imate posla sa

nasleđivanjem neophodno je da destrukore klasa definišete kao

virtuelne!

15


• Čisto virtuelne funkcije

Nekada je moguće da ţelimo da uključimo virtuelnu funkciju u

baznu klasu, tako da moţemo kasnije po mogućstvu da je

predefinišemo u izvedenim klasama, ali da joj u baznoj klase ne

dodelimo nikakvu ulogu. Moţemo izmeniti funkciju area() jednog

od prethodnih primera na sledeći način:

ČISTO VIRTUELNE FUNKCIJE; NADGLASAVANJE VIRTUELIZACIJE; MANE VIRTUELNIH FUNKCIJA

Razrešavanje virtuelnog poziva funkcije traje više vremena nego razrešavanje poziva obične

funkcije. Stoga nije efikasno svaku funkciju klase definisati kao virtuelnu (izmenjivu)

class Xclass { public: virtual void f() = 0; };

pri čemu operator dodeljivanja „ = 0“ ukazuje kompajleru da

funkcija nema telo i takve funkcije nazivamo „čisto virtuelne

funkcije“.

• Nadglasavanje virtualizacije

Veoma je redak slučaj da hoćemo da izvršimo nadglasavanje

virtualizacije ali korisno je pomenuti da i taj slučaj postoji.

Pretpostavimo da imamo klase Base i Derived:

class Derived: public Base { public: virtual const char* GetName() { return "Derived"; } };

class Base { public: virtual const char* GetName() { return "Base"; } };

Naime, mogu postojati slučajevi gde ţelimo da pokazivaču na

osnovnu klasu dodelimo adresu objekta izvedene klase, tako da

on pozove Base::GetName() umesto Derived::GetName(). Da bi

smo ovo sproveli neophodno je samo koristiti operator rezolucije

opsega, na sledeći način:

int main() { Derived cDerived; Base &rBase = cDerived; // Calls Base::GetName() instead of the virtualized Derived::GetName() cout << rBase.Base::GetName() << endl; }

• Mane virtuelnih funkcija

S obzirom da u najvećem broju slučajeva postoji potreba za

korišćenjem virtuelnih funkcija, onda se postavlja pitanje zašto

sve funkcije ne postavimo da budu virtuelne? Odgovor je da to

nije efikasno. Naime, razrešavanje virtuelnog poziva funkcije

traje više vremena nego razrešavanje poziva obične funkcije.

Osim toga, kompajler mora da alocira dodatni pokazivač za svaki

objekat klase koja ima jednu ili više virtuelnih funkcija.

16 16

Apstrakcija podataka u C++-u

Specifikatori pristupa, pogodnosti apstrakcije i strategija

projektovanja

Primer apstrakcije podataka

03

Apstrakcija podataka

Apstrakcija, interfejs, implementacija, ADT

17


Tako na primer, korisnički program moţe da pozove funkciju

sort() a pritom ne poznajući algoritam koji funkcija koristi u cilju

sortiranja zadatih vrednosti. Pri tome, implementacija funkcije

moţe biti promenjena između dve stabilne verzije softvera, ali

dokle god je interfejs ostao nepromenjen funkcija sort() će biti

upotrebljiva.

U C++-u koristimo klase da bi smo definisali naše apstraktne

tipove podataka (abstract data types - ADT). Kao što je poznato,

moţemo da koristimo cout objekat klase ostream da bi smo

poslali podatke na standardni izlaz:

Apstrakcija podataka se odnosi na otkrivanje samo osnovnih

informacija spoljašnjem svetu, sakrivajući detalje o tome kako je

nešto implementirano. Apstrakcija podataka je programerska (a i

konstruktorska) tehnika koja se temelji na razdvajanju interfejsa i

implementacije.

Uzmimi jedan realan primer iz svakodnevnog ţivota a to je TV,

koji moţete da upalite, ugasite, promenite kanal, podesite jačinu

zvuka, i na koga moţete povezati spoljašnje uređaje kao što su

zvučnici, video rekorder, DVD. Međutim, kada je u pitanju TV nije

neophodno poznavati unutrašnje detalje, tj. nije neophodno

poznavati način na koji se primaju signali, kako se oni prevode u

sliku, itd.... Stoga, moţemo reći da je televizor jasno razdvojio

unutrašnju implementaciju od spoljašnjeg interfejsa dospupnog

korisnicima. Tako, korisnici mogu da se igraju sa interfejsom,

pritiskajući dugmiće za paljenje/gašenje, promenu kanala, jačinu

zvuka a pritom ne poznajući kako je to u televizoru sprovedeno u

delo (implementirano).

Ako sada pričamo u terminima programiranja, C++ klase

obezbeđuju veoma visok nivo apstrakcije podataka. Klase

obezbeđuju dovoljan broj javnih metoda preko kojih se korisnici

igraju sa članovima klase, menjajući sadrţaj i stanje, a pritom ne

poznajući implementaciju konkretnih funkcija.

APSTRAKCIJA PODATAKA U C++-U

Apstrakcija podataka se odnosi na otkrivanje samo osnovnih informacija spoljašnjem svetu (tj

interfejsa), sakrivajući detalje o tome kako je nešto implementirano

#include <iostream> using namespace std; int main( ) { cout << "Hello C++" <<endl; return 0; } Mi naravno, pritom, ne moramo da poznajemo način kako cout

šalje tekst na izlazni medijum. Za nas je dovoljno da poznajemo

da cout postoji i da znamo šta on ustvari radi.

18


Specifikatori pristupa i apstrakcija:

U C++-u moţemo da koristimo specifikatore pristupa da bi smo definisali apstraktni interfejs klase. C++ klasa moţe da sadrţi 0 (nula)

ili više sekcija koje su definisane različitim specifikatorima pristupa (public, protected, private). Naravno, članovi definisani kao public

su vidljivi iz svih delova programa. Nasuprot njima, članovi definisani u privatnoj sekciji nisu dostupni korisnicima klase.

U C++-u ne postoji ograničenje koje se odnosi na broj sekcija u klasi. Svaki specifikator pristupa definiše pristupni nivo članova klase

koji slede. Jedan specifikator pristupa je validan ili do sledećeg specifikatora pristupa ili do zatvorene vitičaste zagrade koja

označava kraj tela klase.

Pogodnosti apstrakcije podataka

Apstrakcija podataka obezbeđuje dve veoma vaţne prednosti:

• Unutrašnji (sakriveni) članovi klase su zaštićeni od nepaţljivog korišćenja koje moţe da pokvari stanje objekta.

• Implementacija klase moţe biti izmenjena u toku vremena, u zavisnosti od korisničkih zahteva ili pojave grešaka (bagova) bez

izmena u definiciji korisničkog interfejsa.

Definisanjem članova klase u privatnoj sekciji, kreator klase ima mogućnost izmene njenih članova. U slučaju izmene implementacije

koda, samo izvorni kod definicije klase treba biti proveren da bi se uvidelo kakav efekat su izmene imale na funkcionalnost programa.

Strategija projektovanja

Apstrakcija razdvaja kod odnosno definiciju klase na interfejs i implementaciju. Stoga, pri konstruisanju komponenata vašeg

programa, morate interfejse razdvojiti od implementacije tako da u slučaju izmene implementacije vašeg koda, interfejsi ostanu

netaknuti. U ovim slučajevima, koji god deo programa da koristi pomenute interfejse, oni ostaju netaknuti i neophodno je samo izvršiti

rekompajliranje kako bi se uključile poslednje izmene.

SPECIFIKATORI PRISTUPA, POGODNOSTI APSTRAKCIJE I STRATEGIJA PROJEKTOVANJA

Pri kreiranju komponenata vašeg programa, praksa je da se interfejsi razdvoje od implementacije

tako da u slučaju izmene implementacije vašeg koda, interfejsi ostanu netaknuti

19


Neka je glavni program napisan na sledeći način: Bilo koji C++ primer u kome je klasa implementirana korišćenjem

javnih i privatnih članova je jedan primer apstrakcije podataka.

Posmatrajmo sledeći primer klase Adder:

PRIMER APSTRAKCIJE PODATAKA

Apstrakcija podataka obezbeĎuje da unutrašnji (sakriveni) članovi klase ostanu zaštićeni od

nepažljivog korišćenja koje može da pokvari stanje objekta

#include <iostream> using namespace std; class Adder { public: // constructor Adder(int i = 0) { total = i; } // interface to outside world void addNum(int number) { total += number; } // interface to outside world int getTotal() { return total; }; private: // hidden data from outside world int total; };

int main( ) { Adder a; a.addNum(10); a.addNum(20); a.addNum(30); cout << "Total " << a.getTotal() <<endl; return 0; } Nakon kompajliranja i izvršavanja dobija se sledeći rezultat:

Total 60

Prethodna klasa sluţi za sabiranje dva broja i kao rezultat vraća

sumu. Javni članovi klase addNum i getTotal su interfejsi ka

spoljašnjem svetu, tj. korisnici klase moraju poznavati ove

funkcije da bi mogli da koriste klasu. Privatni podatak total je

nešto što korisnik ne mora da poznaje, ali taj podatak je

neophodan za pravilno funkcionisanje klase.

20 20

Uvod u apstraktne klase (C++ interfejsi)

Definicija apstraktnih klasa

Primer apstraktne klase

04

Apstraktne klase

Klase, apstraktne klase, interfejsi, čisto virtuelne funkcije

21


Neka klasa postaje apstraktna ako se bar jedna njena funkcija

definiše kao „čisto virtuelna“, kao što je dato u sledećem primeru:

Interfejs opisuje ponašanja i mogućnosti C++ klasa bez

zalaţenja u implementaciju, tj. bez poznavanja detalja kako je to

ponašanje sprovedeno u delo. C++ interfejsi su implementirani

korišćenjem apstraktnih klasa, i ove apstraktne klase ne treba

mešati sa apstrakcijom podataka, što se odnosi na razdvanjanje

detalja o implementaciji i deklaraciji odgovorajućih metoda.

Kao što smo već spomenuli, ako hoćemo da neka virtuelna

funkcija bazne klase bude nadglasana u svim izvedenim

klasama te bazne klase, onda nema potrebe da se ta virtuelna

funkcija implementira u baznoj klasi. Ovo se radi tako da se

takva virtuelna funkcija proglasi „čistom” virtuelnom funkcijom.

Neka “čista virtuelna funkcija” je virtuelna funkcija koja nema

implementaciju u svojoj klasi. Postupak za specificiranje “čiste”

virtuelne funkcije je da se doda inicijalizator “=0” umesto tela

funkcije, npr.

UVOD U APSTRAKTNE KLASE (C++ INTERFEJSI)

Interfejs opisuje ponašanja i mogućnosti C++ klasa bez zalaženja u implementaciju. C++

interfejsi su implementirani korišćenjem apstraktnih klasa

virtual int f1() =0;

Klase koje sadrţe neku čistu virtuelnu funkciju se zovu

“apstraktnim” klasama (apstraktna bazna klasa). Svrha

apstraktne klase (abstract class ili često ABC) je da se

obezbedi pogodna bazna klasa iz koje će biti izvedene ostale

klase. Apstraktne klase ne mogu biti korišćene za instanciranje

objekata i sluţe samo kao interfejs.

class Box { public: // pure virtual function virtual double getVolume() = 0; private: double length; // Length of a box double breadth; // Breadth of a box double height; // Height of a box }; Pokušaj instanciranja objekta apstraktne klase će prouzrokovati

kompajlersku grešku. Stoga, ukoliko neka klasa koja je izvedena

iz ABC treba da bude instancirana onda je neophodno da se u

njoj implementiraju sve čisto virtuelne funkcije bazne klase, što

znači da izvedena klasa treba da podrţi interfejs koji predstavlja

apstraktna klasa ABC. Ukoliko je neuspešno nadglasavanje

virtuelnih funkcije u izvedenoj klasi, onda će pokušaj

instanciranja objekta izvedene klase takođe prouzrokovati

kompajlersku grešku. Za razliku od apstraktnih klasa, klase koje

mogu biti korišćene za instanciranje objekata se nazivaju

konkretne klase. Dakle, “konkretna” izvedena klasa je ona koja

ne sadrţi ni jednu čistu virtuelnu funkciju

22


Neki dobro-dizajniran sloţeni o.o. program obično uključuje neku

hijerarhiju klasa čije međurelacije izgledaju kao neko stablo, kao

što je nacrtano na slici koja sledi. Pri tome, klase na niţim

nivoima (npr. Sova, Riba, Pas, itd.) uključuju specifične funkcije

koje implementiraju specifično ponašanje tih klasa (npr.

Riba.plivaj(), Sova.leti(), Pas.kopaj(), itd.).

DEFINICIJA APSTRAKTNIH KLASA

Klase koje sadrže neku čistu virtuelnu funkciju se zovu “apstraktnim” klasama. Apstraktne klase

ne mogu biti korišćenje za instanciranje objekata i služe samo kao interfejs

Slika-1 Primer hijerarhije nasleđivanja kod ţivotinja

Tako, npr, moţemo da odlučimo da će u klasi Kičmenjaci,

funkcija jesti() biti nadglasana u svim klasama izvedenim iz ove

klase, i onda se ona moţe proglasiti „čistom“ virtuelnom

funkcijom. Evo kako bi to izgledalo:

class Kicmenjaci { public: virtual void jesti() =0; };

class Ribe : public Kicmenjaci{ public: void jesti(); //implementirano za klasu Ribe negde dalje u programu };

Dakle, virtuelne funkcije se mogu napraviti da budu čiste

virtuelne funkcije, koje moraju biti nadglasane u izvedenim

klasama da bi bile korišćene, tako što treba dodati =0 u prototipu

virtuelne funkcije, npr:

class Oblik { public: virtual double povrs() = 0; };

A iz ove klase kao bazne klase mogu se izvesti sledeće klase:

class Kvadrat: public Oblik{...};

class Trougao: public Oblik{...};

U C++-u mogu da postoje takozvane “capability” klase koje

sadrţe samo virtuelne funkcije članove ali ne i podatke članove,

dakle imaju samo skup virtuelnih metoda. Jedina uloga ovakvih

klasa je da posluţe kao bazne klase i da omoguće formiranje

izvedenih klasa.

resources/CS2013-PL-OOPR-OOIE-ApstraktneKlase-Slika01.jpg

23


Glavni program ćemo napisati na sledeći način: Razmotrimo sledeći primer gde bazna klasa predstavlja interfejs

na osnovu koga se zatim definišu metode u izvedenim klasama

koje računaju površinu pravougaonika, odnosno trougla

korišćenjem funkcije getArea():

PRIMER APSTRAKTNE KLASE

Za razliku od apstraktnih klasa, klase koje mogu biti korišćene za instanciranje objekata se

nazivaju konkretne klase

int main(void) { Rectangle Rect; Triangle Tri; Rect.setWidth(5); Rect.setHeight(7); // Print the area of the object. cout << "Total Rectangle area: " << Rect.getArea() << endl; Tri.setWidth(5); Tri.setHeight(7); // Print the area of the object. cout << "Total Triangle area: " << Tri.getArea() << endl; return 0; }

Rezultat će biti:

Total Rectangle area: 35 Total Triangle area: 17

Na osnovu ovog primera moţe se primetiti kako jedna apstraktna

klasa definiše interfejs tj. daje informaciju korisniku klase da

postoji funkcija getArea() koju moţe da koristi, ali je u ostalim

dvema klasama ustvari izvršena implementacija ove funkcije na

dva različita načina, prema konkretnim potrebama za jednu i

drugu klasu.

#include <iostream> using namespace std; class Shape { public: virtual int getArea() = 0; void setWidth(int w) { width = w; } void setHeight(int h) { height = h; } protected: int width; int height; }; class Rectangle: public Shape{ public: int getArea() { return (width * height); } }; class Triangle: public Shape{ public: int getArea() { return (width * height)/2; } };

24 24

Hijerarhija klasa

05

Osnovi o hijerarhiji klasa

Apsrakcija, virtuelne funkcije, hijerarhija klasa

25


dok klasa Srbija moţe biti definisana na sledeći način: U praksi imamo dosta slučajeva kada se formiraju sloţene

hijerarhije klasa, gde postoji niz apstraktnih baznih klasa

hijerarhijski povezanih. To moţe da bude npr. sloţena hijerarhija

klasa koja počinje sa klasom „Drţava“ kao jednom apstraktnom

baznom klasom. Zatim, moţe se kreirati izvedena klasa „Evropa“

takođe kao apstraktna bazna klasa, ADT, i onda klasa koja nije

ADT, klasa „Srbija“ koja je izvedena iz klase Evropa. Klasa

Drzava moţe biti deklarisana kao:

HIJERARHIJA KLASA

U praksi imamo dosta slučajeva kada se formiraju složene hijerarhije klasa, gde postoji niz

apstraktnih baznih klasa hijerarhijski povezanih

class Drzava { public: virtual void Continent() const = 0; //cista virtuelna metoda virtual string GetIme() (return ime;} protected: string ime; };

klasa Evropa kao:

class Evropa : public Drzava //izvedena ADT { public: virtual bool Euclan() const =0; //cista virtuelna metoda virtual void Continent() const {cout<<“Evropa“<<endl;} };

class Srbija : public Evropa { public: virtual bool Euclan() const {return true} };

Sve ove klase mogu se smestiti npr. u fajl drzave.h, a glavni

program u fajl main.cpp, koji je dat u nastavku:

#include "drzave.h" int main { Evropa *Srbija = new Srbija; //.... return 0; }

26 26

Uvod u šablone

Definisanje i upotreba šablona funkcija

Upotreba šablona funkcija - odreĎivanje maksimuma

različitih tipova podataka

Operatori, pozivi funkcija i šabloni funkcija

Problemi kod šablona funkcija

Preklapanje operacija kod šablona funkcija

Vrednosni parametar šablona (expression parameters)

06

Šabloni funkcija

Šabloni, templates, preklapanje funkcija, preklapanje operatora

27


Šabloni predstavljaju osnov generičkog programiranja, koje

uključuje pisanje koda u smislu da je funkcionalnost koda

nezavisna od korišćenih tipova podataka. Šablon je ustvari

formula za kreiranje generičkih klasa ili funkcija. C++ kontejneri,

kao što su iteratori, su primer generičkog programiranja

korišćenjem koncepta šablona. Šabloni se mogu koristiti za

definisanje klasa i funkcija.

Šablon tj template u C++-u je jedan apstraktni recept za

pravljenje konkretnog koda. Kompajler koristi šablon da generiše

programski kod za različite funkcije i klase. Jedan isti šablon

omogućuje da se generiše puno različitih verzija odnosno

instanci šablona. Ovo se postiţe pomoću šablonskih ulaznih

parametara (tzv. „argumenata“), koji funkcionišu za šablone na

isti način kako obični parametri funkcionišu za funkcije. Ali, obični

parametri su predviđeni za konkretne objekte tj. konkretne

vrednosti podataka, a parametri šablona su predviđeni za tipove

podataka i klase. Mehanizam koji C++ nudi za proizvodnju

instanci šablona je vrlo vaţna osobina C++, koja ga razlikuje od

mnogih programskih jezika. Ovaj mehanizam omogućuje

automatsku proizvodnju koda, što bitno povećava efikasnost

kodiranja. Osnovna forma definicije šablona funkcije ima sledeći

oblik:

UVOD U ŠABLONE

Šabloni predstavljaju osnov generičkog programiranja, koje uključuje pisanje koda u smislu da je

funkcionalnost koda nezavisna od korišćenih tipova podataka

template <class type> ret-type func-name(parameter list) { // body of function }

gde je type naziv tipa podatka ili klase koja će biti korišćena od

strane funkcije. Ovaj naziv moţe biti korišćen unutar tela tj.

definicije funkcije. Simbol type (uglavnom se koristi oznaka T) je

type parameter, odnosno „tipski parametar“. Ovaj tipski

parametar moţe biti bilo koji ugrađeni ili sloţeni tip podatka.

Generalno gledano, deklaracija šablona funkcije je ista kao i

obična deklaracija funkcije, osim što se ispred stavi specifikacija

template<...>, a tipski parametar T se zatim moţe koristiti umesto

običnih tipova kao u sledećem primeru:

template<class T> T squareF(T tV) {return tV*tV;}

Inače, šablon moţe imati nekoliko tipskih parametara,

razdvojenih zarezom, npr.

template <class T, clas U, class X>

Šabloni funkcija su u stvari generalizacija koncepta

predefinisanja odnosno preklapanja funkcija (function

overloading). Naime, uvek smo mogli da napišemo nekoliko

„predefinisanih“, overloaded, verzija neke funkcije. Ali, jedna

šablonska funkcija zamenjuje ovih nekoliko predefinisanih

funkcija.

28


Posmatrajmo primer funkcije koja se koristi da zameni vrednosti

para elemenata, tj. funkcija swap, koja se koristi u mnogim

algoritmima za sortiranje. Npr. sledeća funkcija operiše sa celim

brojevima:

DEFINISANJE I UPOTREBA ŠABLONA FUNKCIJA

Deklaracija šablona funkcije je ista kao i obična deklaracija funkcije, osim što se ispred stavi

specifikacija template<class T> gde se T odnosi na opšti tip podatka

void swapF(int &mV, int &nV) { int tempV = mV; mV = nV; nV = tempV; } Međutim, ukoliko ţelimo da radimo sa stringovima onda nam

treba sledeći oblik funkcije swap():

void swapF(string &str1, string &str2) { string tempV = str1; str1 = str2; str2 = tempV; }

Ove dve funkcije rade istu stvar, ali koriste različite tipove

objekata. Obe funkcije se mogu predstaviti jedinstvenim

šablonom, tj, šablonom funkcije. Stoga je za prethodni primer

moguće napisati jedinstven šablon na sledeći način:

template <class T> void swapF(T &xV, T &yV) { T tempV = xV; xV = yV; yV = tempV; } U nastavku je dat primer korišćenja šablona koji smo prethodno

kreirali. Kao što moţemo primetiti, poziv šablona se ostvaruje

kao i poziv obične funkcije:

int main() { int mV=25, nV=75; swapF(mV, nV) ; string str1="john", str2="jim"; swapF(str1, str2); } Kod svakog poziva šablona funkcije, kompajler generiše

kompletnu funkciju instancu, zamenjujući odgovarajući „tipski“

parametar sa „tipom“ ili klasom. Stoga će poziv swapF(mV, nV)

generisati swapF funkciju za celobrojne podatke, a poziv

swapF(str1, str2) će generisati swapF funkciju za string objekte.

29


Sve tri prethodno navedene funkcije su skoro identične, i bilo bi

dobro koristiti samo jednu funkciju, generalizujuću funkciju, koja

se moţe primeniti na različite tipove ulaznih podataka.

Pogledajmo sada sledeći program, gde se definiše šablon za

generalizovanu maximumF( ) funkciju:

Standardna C++ biblioteka (Standard C++ Library) pruţa čitavu

seriju osnovnih funkcija. Postoje funkcije koje su primenljive na

različite tipove podataka. Npr. funkcija biblioteke algorithm pod

nazivom max( arg1, arg2 ) moţe da se primeni na celobrojne

(int) i realne (double) promenljive, kao i na znakove (char).

Probajmo sami da napišemo preklopljene funkcije koje će

računati maximum brojeva na sledeći način:

UPOTREBA ŠABLONA FUNKCIJA - ODREĐIVANJE MAKSIMUMA RAZLIČITIH TIPOVA PODATAKA

U standardnoj C++ biblioteci postoji ogroman broj funkcija koje su napisane korišćenje šablona.

Poziv šablona funkcije se ostvaruje kao i poziv obične funkcije

#include <cstdio> #include <cstdlib> #include <iostream> using namespace std; template <class T> T maximumF(T t1V, T t2V){ if (t1V > t2V) { return t1V; } return t2V; }; int main(int argc, char* pArgs[]){ cout << "maximum: " << maximumF(10, 20) << endl; cout << "maximum: " << maximumF(1.25, 2.35) << endl; system("PAUSE"); return 0; }

double maximumF(double d1V, double d2V) { if (d1V > d2V) return d1V; else return d2V; } int maximumF(int n1V, int n2V) { if (n1V > n2V) return n1V; else return n2V; } char maximumF(char c1V, char c2V) { if (c1V > c2V) return c1V; else return c2V; }

30


Pogledajmo sada šta će da se desi kada pokušamo da

pozovemo šablonsku funkciju max() koja kao parametre ima

objekte klase Cents:

Kada kompajler pokuša da kompajlira instancu šablona, on je

kompajlira kao i običnu funkciju. U običnoj funkciji svaki operator

ili funkcijski poziv za tipove koje koristimo mora biti definisan

inače će da se javi kompajlerska greška. Slično tome, i kod

korišćenja šablona funkcije, moraju biti definisani svi operatori i

pozivi funkcija za tipove za koje se instancira šablon funkcije. Da

bi ovo bilo jasno pogledajmo sledeći primer, gde ćemo koristiti

šablon funkcije koja računa maksimum od dva podatka:

OPERATORI, POZIVI FUNKCIJA I ŠABLONI FUNKCIJA

Pri korišćenju šablona funkcije, moraju biti definisani svi operatori i pozivi funkcija za tipove za

koje se instancira šablon funkcije

template <typename Type> Type max(Type tX, Type tY) { return (tX > tY) ? tX : tY; } a zatim ćemo kreirati jednu klasu koja će da sluţi za testiranje:

class Cents { private: int m_nCents; public: Cents(int nCents) : m_nCents(nCents) { } };

Cents cNickle(5); Cents cDime(10); Cents cBigger = max(cNickle, cDime);

C++ će naravno kreirati instancu šablona max() koji će imati

sledeći oblik:

Cents max(Cents tX, Cents tY) { return (tX > tY) ? tX : tY; }

i pokušaće da iskompajlira funkciju. Da li primećujete problem?

C++ nema ideju kako da proceni izraz tX > tY pa će se javiti

kompajlerska greška. Da bi rešili ovaj problem neophodno je da

u klasi Cents izvršimo preklapanje operatora >. Ovo naravno

moramo uraditi za svaku klasu koja ţeli da koristi šablonsku

funkciju max(). Stoga je u klasi Cents neophodno definisati

operator > na sledeći način:

class Cents { //... friend bool operator>(Cents &c1, Cents&c2) { return (c1.m_nCents > c2.m_nCents) ? true: false; } };

31


Međutim, pogledajmo šta će se desiti ako koristimo niz objekata

klase Cents:

Uradimo još jedan primer sa šablonima funkcija. Sledeći šablon

funkcija će sluţiti za određivanje srednje vrednosti sume

elemenata niza:

PROBLEMI KOD ŠABLONA FUNKCIJA

Ukoliko nisu definisani svi operatori i pozivi funkcija za klasu koju koristimo u šablonu neophodno

je izvršiti preklapanje operatora

template <class T> T Average(T *atArray, int nNumValues) { T tSum = 0; for (int nCount=0; nCount < nNumValues; nCount++) tSum += atArray[nCount]; tSum /= nNumValues; return tSum; }

U slučaju da u glavnom programu napišemo sledeće linije koda:

int anArray[] = { 5, 3, 2, 1, 4 }; cout << Average(anArray, 5) << endl; double dnArray[] = { 3.12, 3.45, 9.23, 6.34 }; cout << Average(dnArray, 4) << endl;

Biće proizveden sledeći rezultat:

3

5.535

Kao što vidimo iz prethodnog primera, ovakva šablonska funkcija

je odlična za rad sa ugrađenim tipovima podataka.

Cents cArray[] = { Cents(5), Cents(10), Cents(15), Cents(14) }; cout << Average(cArray, 4) << endl;

Naravno, kompajler će prijaviti puno grešaka, a jedna od njih će

biti i:

c:test.cpp(45) : error C2679: binary '<<' : no operator found which takes a right-hand operand of type 'Cents' (or there is no acceptable conversion)

Naravno, funkcija Average() kao rezultat vraća objekat tipa

Cents, a mi pokušavamo da taj objekat ubacimo u tok

korišćenjem cout i operatora ubacivanja u tok <<. Ono što

nemamo još uvek je preklopljeni operator << klase Cents. Stoga

ga moramo definisati, i to moţemo uraditi na sledeći način:

friend ostream& operator<< (ostream &out, const Cents &cCents) { out << cCents.m_nCents << " cents "; return out; }

Ukoliko sada pokušamo da kompajliramo program pojaviće se

još jedna greška:

c:test.cpp(14) : error C2676: binary '+=' : 'Cents' does not define this operator or a conversion to a type acceptable to the predefined operator

32


Prethodnu grešku je naravno izazvao šablon funkcije. Da bi

uvideli u čemu je problem pogledajmo kako će izgledati šablon

funkcije kada radi sa objektima tipa Cents:

PREKLAPANJE OPERACIJA KOD ŠABLONA FUNKCIJA

Kod korišćenja šablona praksa je da se preklapanjem operatora klasa prilagodi šablonu, a nikako

nije poželjno prilagoĎavanje šablona za korišćenje nad objekatima tačno odreĎene klase

template <class T> Cents Average(Cents *atArray, int nNumValues) { Cents tSum = 0; for (int nCount=0; nCount < nNumValues; nCount++) tSum += atArray[nCount]; tSum /= nNumValues; return tSum; }

Razlog kompajlerske greške je naravno sledeća linija koda:

tSum += atArray[nCount];

U ovom slučaju, tSum je objekat klase Cents za koji nije

definisan operator +=, pa stoga moramo definisati ovu funkciju

da bi šablonsku funkciju Average() mogli da koristimo i za

objekte klase Cents. Kao što moţemo primetiti, neophodno je

takođe definisati i operator /= operator, tako da će konačna klasa

Cents imati sledeći izgled:

class Cents { private: int m_nCents; public: Cents(int nCents) : m_nCents(nCents) { } friend ostream& operator<< (ostream &out, const Cents &cCents) { out << cCents.m_nCents << " cents "; return out; } void operator+=(Cents cCents) { m_nCents += cCents.m_nCents; } void operator/=(int nValue) { m_nCents /= nValue; } };

Primetimo da nismo uopšte imali potrebu da menjamo funkciju

Average() da bi ona bila upotrebljiva za objekte klase Cents. Ono

što je naravno bilo neophodno je da prilagodimo klasu Cents

šablonskoj funkciji Average() a to smo uradili definisanjem novih

operatora += i /=.

33


Drugi argument šablonske funkcije fixed_multiply je podatak

tipa int. On izgleda kao regularni parametar fukcije, i ustvari u

velikom broju slučajeva moţe biti i korišćen u takvom obliku. Ali,

između tipa i izraza kao parametara šablona postoji bitna razlika:

Vrednost parametara šablona se određuje u trenutku

kompajliranja tako da se vrši definisanje različitih instanci

funkcije fixed_multiply, pa se stoga vrednost parametra nikad ne

prosleđuje u toku izvršavanja programa. Dva poziva

funkcije fixed_multiply iz glavnog programa main ustvari generišu

dve različite verzije funkcije: prvu koja će uvek biti pomnoţena sa

2, i drugu koja će uvek biti pomnoţena sa 3. Pošto se ovo

obrađuje u trenutku kompajliranja, drugi parametar šablona mora

da bude konstantan izraz (nikako promenljiva vrednost).

Parametri šablona ne moraju da budu samo tipovi, kao što su

klasa ili ime tipa, već mogu da budu i izrazi čija je vrednosti

odgovarajućeg tipa podatka. Tako na primer moţemo imati

sledeću definiciju šablona:

VREDNOSNI PARAMETAR ŠABLONA (EXPRESSION PARAMETERS)

Parametri šablona ne moraju da budu samo tipovi, kao što su klasa ili ime tipa, već mogu da

budu i izrazi čija je vrednosti odgovarajućeg tipa podatka

// template arguments #include <iostream> using namespace std; template <class T, int N> T fixed_multiply (T val) { return val * N; } int main() { std::cout << fixed_multiply<int,2>(10) << '\n'; std::cout << fixed_multiply<int,3>(10) << '\n'; }

Rezultat prethodnog programa biće:

20 30

34 34

Definicija šablona klasa

Primer šablona klase

Vrednosni parametri šablona klasa

Specijalizovan šablon klase

Implementacija specijalizovanog šablona klase

07

Šabloni klasa

Šabloni klasa, vrednosni parametri, specijalizovani šabloni

35


pri čemu glavni program moţe biti napisan kao: Šablon klase (class template) funkcioniše na isti način kao i

šablon funkcije, osim što on proizvodi klase a ne funkcije.

Osnovna forma deklaracije šablona klasa (generičke klase) je:

DEFINICIJA ŠABLONA KLASA

Šabloni klasa se definišu na sličan način kao i šabloni funkcija. Funkcije članice šablona klase su

ustvari šablonske funkcije

template <class type> class class-name { ... } gde, type predstavlja tip podatka koje treba biti naveden prilikom

instanciranja objekta klase. Sintaksa moţe imati sledeći oblik:

template<class T> class Xclass {......};

Šablon klase (templejt) moţe imati nekoliko šablonskih

parametara koji su razdvojeni zarezima, npr.

template<class T, class U> class Xclass {......};

U nastavku je dat jedan jednostavan primer gde se kreiraju

šabloni klasa:

template<class T> class Xclass { ...... };

int main() { Xclass<float> x1O; Xclass<int> x2O; }

Ono što treba napomenuti ovde je da deklaracija:

Xclass<int> xO;

u glavnom programu generiše odgovarajuću klasu Xclass (za tip

int), i takođe generiše objekat xO. Funkcije članovi u šablonu

klase su ustvari šablonske funkcije, i koristi se pri tome isti tipski

parametar kao za šablonsku klasu. Radi boljeg uvida, u nastavku

je primer:

template<class T> class Xclass { T squareF(T t) {return t*t;} };

36


PRIMER ŠABLONA KLASE

Pogledajmo još jedan primer:

Šablon klase može imati nekoliko tipskih parametara koji su razdvojeni zarezima. Ovi tipski

parametri biće korišćeni i za šablone funkcija koje su članice klase

Kao što moţemo primetiti, jedina funkcija

članica šablona klase je konstruktor koji je

definisan kao linijska (inline) funkcija u

okviru klase. Ukoliko ţelimo da definišemo

konstruktor van tela šablona klase, onda

njemu mora prethoditi prefiks koji se

navodi kod šablona, tj. template

<...> prefiks:

Glavni program pišemo kao:

template <class T> class mypair { T values [2]; public: mypair (T first, T second) { values[0]=first; values[1]=second; } };

Klasa koju smo upravo definisali sluţi za

čuvanje dva podatka bilo kog tipa. Na

primer, ukoliko ţelimo da deklarišemo

objekat ove klase koji će da sluţi za

čuvanje dva podatka tipa int, s tim da su to

brojevi 115 i 36, to radimo na sledeći

način:

mypair<int> myobject (115, 36);

Ista klasa takođe moţe da posluţi za

kreiranje objekta koji će da čuva podatke

nekog drugog tipa, npr double:

mypair<double> myfloats (3.0, 2.18);

// class templates #include <iostream> using namespace std; template <class T> class mypair { T a, b; public: mypair (T first, T second) {a=first; b=second;} T getmax (); }; template <class T> T mypair<T>::getmax () { T retval; retval = a>b? a : b; return retval; }

int main () { mypair <int> myobject (100, 75); cout << myobject.getmax(); return 0; }

Rezultat prethodnog programa će biti:

100

Primetimo u prethodnom primeru da je

funkcija članica getmax definisana na

sledeći, moţda malo i konfuzan, način:

template <class T> T mypair<T>::getmax ()

Pokušajmo da razjasnimo prethodnu

deklaraciju. Kao što se vidi imamo tri T

oznake u deklaraciji. Prvo T (<class T>) se

odnosi na parameter šablona. Drugo T se

odnosi na rezultat odnosno povratnu

vrednost funkcije. Poslednje, tj. treće T

(<T>) je takođe neophodno i definiše da je

šablonski parameter T koji koristi funkcija

getmax() isti onaj šablonski parameter koji

se odnosi na šablon klase.

37


Glavni program pišemo kao: Postoje parametri šablona koji nisu zamena za tip već za neku

vrednost. To su takozvani “template expression parameters“

odnosno vrednosni parametri šablona. Jedan vrednosni

parametar šablona moţe da bude:

• Vrednost koja je celobrojnog ili nabrojivog (enum) tipa

• Pokazivač ili referenca na objekat

• Pokazivač ili referenca na funkciju

• Pokazivač ili referenca na funkciju članicu klase

U primeru koji sledi kreiraćemo klasu Buffer koja koristi

istovremeno tipski (type) i vrednosni (expression) parametar.

Tipski parametar kontroliše tip podatka niza u klasi Buffer, dok se

vrednosni parametar koristi da kontroliše veličinu niza u baferu.

VREDNOSNI PARAMETRI ŠABLONA KLASA

Vrednosni parametri šablona klasa su parametri šablona koji nisu zamena za tip nego za neku

vrednost. Vrednosni parametar može da bude konstanta celobrojnog tipa, pokazivač ili referenca

template <typename T, int nSize> class Buffer { private: T m_atBuffer[nSize]; public: T* GetBuffer() { return m_atBuffer; } T& operator[](int nIndex) { return m_atBuffer[nIndex]; } };

int main() { Buffer<int, 12> cIntBuffer; for (int nCount=0; nCount < 12; nCount++) cIntBuffer[nCount] = nCount; for (int nCount=11; nCount >= 0; nCount--) std::cout << cIntBuffer[nCount] << " "; std::cout << std::endl; Buffer<char, 31> cCharBuffer; strcpy(cCharBuffer.GetBuffer(), "Hello there!"); std::cout << cCharBuffer.GetBuffer() << std::endl; return 0; }

Nakon kompajliranja i izvršavanja programa dobiće se sledeći

rezultat:

11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0

Hello there!

Jedna bitna stvar u vezi prethodnog primera je to da mi ne

moramo da dinamički alociramo niz m_atBuffer koji je član

klase! Razlog je taj što za bilo koju instancu klase Buffer, nSize

je ustvari konstanta. Na primer, ako instanciramo objekat klase

Buffer, kompajler će zameniti nSize sa 12. Stoga će se generisati

statički niz m_atBuffer koji ima 12 elemenata tipa int.

38


Ono što je vaţnije od ovog prefiksa je ustvari parametar

specijalizacije <char> koji se navodi posle naziva šablona klase.

Ovaj parametar specijalizacije sam po sebi definiše tip za koji se

ovaj šablon specijalizuje a to je tip char. Radi boljeg uvida u

razlike između generičkih šablona klasa i specijalizacije,

razmotrimo sledeći primer:

C++ dozvoljava definisanje drugačije implementacije šablona

kada se određeni tip prosledi kao argument šablona. Ovo se

naziva nadogradnja šablona odnosno - template specialization.

Pretpostavimo, na primer, da imamo veoma prostu klasu koja se

zove mycontainer koja moţe da skladišti element bilo kod tipa, i

ima samo jednu funkciju članicu increase koja uvećava vrednost

elementa. Ali, pretpostavimo da je u slučaju da se čuva podatak

tipa char mnogo pogodnije imati potpuno drugačiju

implementaciju gde bi u klasi imali fukciju članicu uppercase koja

će pretvarati mala slova u velika.

Sintaksa koju ćemo koristiti za specijalizaciju šablona ima sledeći

oblik:

SPECIJALIZOVAN ŠABLON KLASE

C++ dozvoljava definisanje drugačije implementacije šablona za specijalnu potrebu kada se

odreĎeni tip prosledi kao argument šablona

template <> class mycontainer <char> { ... };

Primetimo, pre svega da imenu klase prethodi template<>, bez

argumenata. Ovo je urađeno jer su svi tipovi poznati tako da nisu

neophodni novi tipski parametri za specijalizaciju, ali ipak, pošto

se radi o specijalizaciji šablona klase, stoga je neophodno

naglasiti da se radi o šablonu.

template <class T> class mycontainer { ... }; template <> class mycontainer <char> { ... }; Prva linija prethodnog primera se odnosi na generički šablon, a

druga linija se odnosi na specijalizaciju. Kada deklarišemo

specijalizaciju za šablon klase, moramo takođe definisati i sve

članove specijalizacije, čak i one koje su identični i u generičkom

šablonu klase. Razlog je taj jer ne postoji nasleđivanje članova

generičkog šablona u odgovarajuću specijalizaciju.

39


Glavni program moţemo napisati kao: Stoga, naš specijalizovan šablon klase moţemo deklarisati na

sledeći način:

IMPLEMENTACIJA SPECIJALIZOVANOG ŠABLONA KLASE

Specijalizovan šablon se koristi u slučajevima kada je ipak neophodno šablon prilagoditi

specijalnom tipu podatka, iako se obična verzija šablona već koristi za ostale tipove podataka

// template specialization #include <iostream> using namespace std; // class template: template <class T> class mycontainer { T element; public: mycontainer (T arg) {element=arg;} T increase () {return ++element;} }; // class template specialization: template <> class mycontainer <char> { char element; public: mycontainer (char arg) {element=arg;} char uppercase () { if ((element>='a')&&(element<='z')) element+='A'-'a'; return element; } };

int main () { mycontainer<int> myint (7); mycontainer<char> mychar ('j'); cout << myint.increase() << endl; cout << mychar.uppercase() << endl; return 0; }

Rezultat programa biće:

8 J

40 40




Primer. Čisto virtuelne funkcije

Primer. Šabloni funkcija

Primer. Šabloni klase

08

Veţbe

Polimorfizam, apstrakcija, hijerarhija klasa, šabloni

41


Glavni program za testiranje moţemo napisati kao: U nastavku je dat primer korišćenja virtuelnih funkcija u hijerarhiji

klasa CPolygon, CRectangle i CTriangle:

VIRTUELNE FUNKCIJE - PRIMER1

Neka funkcija je deklarisana kao virtuelna u baznoj klasi da bi kasnije mogla biti redefinisana u

izvedenim klasama

// virtual members #include <iostream> using namespace std; class CPolygon { protected: int width, height; public: void set_values (int a, int b) { width=a; height=b; } virtual int area () { return (0); } }; class CRectangle: public CPolygon { public: int area () { return (width * height); } }; class CTriangle: public CPolygon { public: int area () { return (width * height / 2); } };

int main () { CRectangle rect; CTriangle trgl; CPolygon poly; CPolygon * ppoly1 = &rect; CPolygon * ppoly2 = &trgl; CPolygon * ppoly3 = &poly; ppoly1->set_values (4,5); ppoly2->set_values (4,5); ppoly3->set_values (4,5); cout << ppoly1->area() << endl; cout << ppoly2->area() << endl; cout << ppoly3->area() << endl; return 0; }

Sve tri klase imaju iste članove: width, height, set_values() i

area(). Funkcija članica area() je deklarisana kao virtuelna u

baznoj klasi da bi kasnije mogla biti redefinisana u izvedenim

klasama. Moţemo primetiti da ako uklonimo ključnu reč virtual

ispred deklaracije funkcije area u klasi CPolygon rezultat

programa će biti 0 za svaki poziv funkcije area umesto 20,10,0,

što se dobija ako ostane ključna reč virtual.

42


Definicija i implementacija klasa Trougao, kao i glavni program

su dati u nastavku:

U nastavku je dat još jedan primer korišćenja virtuelnih funkcija u

hijerarhiji klasa Oblik, Kvadrat i Trougao. Klase Oblik i Trougao

su deklarisane kao:


Cilj primera je da se pokaže primena virtuelnih funkcija kod dinamički alociranih objekata. Treba

detaljno analizirati primer i dodati implementacije koje nedostaju

#include <iostream> #include <string> #include <cmath> using namespace std; class Oblik { public: virtual double povrs() { cout<<"povrsina\n"; return 0.0;} void setIme (string s) { ime = s; } string getIme () { return ime; } virtual void setStrane (double s1, double s2, double a12) { strana1 = s1; strana2 = s2; ugao12 = a12; } double strana1, strana2, ugao12; private: string ime; }; class Kvadrat : public Oblik { public: double povrs() { return strana1 * strana1; } void setStrane (double s1, double s2, double s3) {strana1=s1; } };

class Trougao : public Oblik { public: void setStrane (double, double, double); double povrs(); private: double visina(); double strana3(); double ugao13(); double ugao23(); }; double Trougao::visina(){ // s1 je osnova trougla return strana2 * sin(ugao12); } double Trougao::povrs(){ cout << strana1 << " " << strana2 << endl; return 0.5 * strana1 * visina(); } int main(){ double strana1, strana2, ugao12; Oblik *pOblik; pOblik = new Trougao; pOblik->setStrane(strana1, strana2, ugao12); pOblik->setIme("Trougao"); cout << "povrsina " << pOblik->getIme() << " je " << pOblik->povrs() << endl; pOblik = new Kvadrat; pOblik->setStrane(strana1, 0.0, 0.0); pOblik->setIme("kvadrat"); cout << "povrsina " << pOblik->getIme() << " je " << pOblik->povrs() << endl; }

43


Funkciju koja izveštava o podacima objekta odgovarajuće

ţivotinje i glavni program moţemo napisati kao:

Zadatak: Pristupati objektima klasa korišćenjem pokazivača na

baznu klasu. Implementirati funkcije korišćenjem principa

virtuelnih funkcija; U nastavku je dat primer hijerarhije:


Kreirati hijerarhiju klasa Animal, Cat i Dog, gde je za svaku od klasa implementirana posebna

funkcija koja se odnosi na način kako neke životinje ispuštaju zvuke

#include <string> class Animal{ protected: std::string m_strName; Animal(std::string strName) : m_strName(strName) {} public: std::string GetName() { return m_strName; } virtual const char* Speak() { return "???"; } }; class Cat: public Animal{ public: Cat(std::string strName) : Animal(strName) {} virtual const char* Speak() { return "Meow"; } }; class Dog: public Animal { public: Dog(std::string strName) : Animal(strName) {} virtual const char* Speak() { return "Woof"; } };

void Report(Animal &rAnimal) { cout << rAnimal.GetName() << " says " << rAnimal.Speak() << endl; } int main() { Cat cCat("Fred"); Dog cDog("Garbo"); Report(cCat); Report(cDog); }

Moţemo takođe kreirati i niz pokazivača na klasu Animal u

glavnom programu na sledeći način:

Cat cFred("Fred"), cTyson("Tyson"), cZeke("Zeke"); Dog cGarbo("Garbo"), cPooky("Pooky"), cTruffle("Truffle"); Animal *apcAnimals[] = { &cFred, &cGarbo, &cPooky, &cTruffle, &cTyson, &cZeke }; for (int iii=0; iii < 6; iii++) cout << apcAnimals[iii]->GetName() << " says " << apcAnimals[iii]->Speak() << endl;

44


Pretpostavimo da smo u prethodnom primeru hteli da dodamo

klasu Krava koja nasleđuje klasu Ţivotinja, i da smo to uradili na

sledeći način:

PRIMER. ČISTO VIRTUELNE FUNKCIJE

Svaka izvedena klasa u kojoj nije implementirana čisto virtuelna funkcija bazne klase takoĎe

postaje apstraktna klasa i ne može da instancira objekte

class Cow: public Animal { public: Cow(std::string strName) : Animal(strName) { } // We forgot to redefine Speak }; int main() { Cow cCow("Betsy"); cout << cCow.GetName() << " says " << cCow.Speak() << endl; }

Kao rezultat biće oštampana poruka na ekranu: Betsy says ???.

U slučaju da funkciju Speak u klasi Animal definišemo kao čisto

virtuelnu, na sledeći način:

virtual const char* Speak() = 0; // pure virtual function

a zatim ponovo pokrenemo prethodnu fukciju main, kompajler

neće moći da prevede program već će prijaviti sledeću

kompajlersku grešku:

C:\Test.cpp(141) : error C2259: 'Cow' : cannot instantiate abstract class due to following members: C:Test.cpp(128) : see declaration of 'Cow'

Razlog je naravno taj što Animal sada postaje apstraktna bazna

klasa koja ne moţe da instancira objekte. S obzirom da u klasi

Cow nije implementirana funkcija Speak, klasa Cow takođe

postaje apstraktna klasa. Stoga je neophodno implementirati

funkciju Speak u klasi Cow na sledeći način:

class Cow: public Animal { public: Cow(std::string strName) : Animal(strName) { } virtual const char* Speak() { return "Moo"; } }; Program će se sada uspešno iskompajlirati i rezultat će biti:

Betsy says Moo

45


Nakon kompajliranja i izvršavanja programa dobija se sledeći

rezultat:

U nastavku je dat primer šablona funkcija koja računa maksimum

dva broja:

PRIMER. ŠABLONI FUNKCIJA

Deklaracija šablona funkcije je ista kao i obična deklaracija funkcije, osim što se ispred stavi

specifikacija template<class T> gde se T odnosi na opšti tip podatka

#include <iostream> #include <string> using namespace std; template <typename T> inline T const& Max (T const& a, T const& b) { return a < b ? b:a; } int main () { int i = 39; int j = 20; cout << "Max(i, j): " << Max(i, j) << endl; double f1 = 13.5; double f2 = 20.7; cout << "Max(f1, f2): " << Max(f1, f2) << endl; string s1 = "Hello"; string s2 = "World"; cout << "Max(s1, s2): " << Max(s1, s2) << endl; return 0; }

Max(i, j): 39 Max(f1, f2): 20.7 Max(s1, s2): World

46


Implementacija funkcija koje ubacuju podatke na stek, odnosno

izbacuje sa steka mogu biti implementirane na sledeći način:

Stek je struktura podataka koja koristi „prvi ulazi, posledni izlazi“

(FILO – first in last out) pristup. Korisno je kreirati šablonsku

klasu koja će omogućiti kreiranje steka za različite tipove

podataka. U nastavku je dat primer šablona klase i konstruktora:

PRIMER. ŠABLONI KLASE

Cilj primera je da se pokaže implementacija šablona klase za stek različitih tipova podataka

#include <iostream> #include <string> using namespace std; template <class T> class Stack { public: Stack(); void push(T i); T pop(); private: int top; T st[100]; }; template <class T> Stack<T>::Stack() { top = -1; }

template <class T> void Stack<T>::push(T i) { st[++top] = i; } template <class T> T Stack<T>::pop() { return st[top--]; }

Glavni program za testiranje ćemo napisati kao:

int main () { Stack<int> int_stack; Stack<string> str_stack; int_stack.push(10); str_stack.push("Hello"); str_stack.push("World"); cout << int_stack.pop() << endl; cout << str_stack.pop() << endl; cout << str_stack.pop() << endl; return 0; }

47 47

Zadaci za samostalno vežbanje

09

Zadaci za samostalan rad

Polimorfizam, apstrakcija, hijerarhija klasa, šabloni

48


1. Hierarhiju klasa implementirati u C++-u: Klasa ClanakAbstract sa metodama:getNaziv(), setNaziv(String naziv), getOpis(),

setOpis(String opis), getBroj(), setBroj(int broj), getListaClanaka(), setListaClanci(int clanak[]), addClanak(int clanak). Klase Zdravlje,

Karijera, Posao i Ljubav koji nasleđuju klasu ClanakAbstract.

2. Napraviti klasu Clanak koja ima od podataka Naziv, Tip, Opis i broj (ceo broj). Tip je vrednost tipa String, a moţe biti jedan od

sledećih stringova: Astrologija, Savet, Zabava,

Zatim napraviti pomoćnu klasu koja ima metodu koja vraća slučajni broj u intervalu od 1 do 1300, metodu slučajni tip koji vraća jednu

od vrednosti koju tip moţe da ima i metodu slučajna reč koja vraća reč od 10 slova, s tim što je prvo slovo veliko, a ostala mala. U U

main funkciji kreirati dve instance klase Clanak i svaku od njih napuniti random podacima.

3. Napraviti klasu Heroj koja od podataka ima (brojZivota, snaga, kretanje, koordinataX). Napraviti metodu napad koja će skinuti ţivot

drugom heroju (onom koga napadate) i metodu kreni koja pomera x kordinatu za 1. Napraviti klasu SuperNapadac koja je Heroj koji

skida jednim udarcem dva ţivota i klasu SuperWalker koja se kreće duplo većom brzinom od običnog Heroja. Koristiti polimorfizam i

nasleđivanje.

4. Napraviti klase na osnovu sledećeg teksta. Naša prodavnica se bavi prodajom raznih artikala. O artiklima čuvamo sledeće

informacije: Ime artikla i njegovu cenu. Na cenu uvek dodajemo PDV međutim on se razlikuje i nije isti za sve. Za svu robu osim

tehnike PDV je 20% dok je za Tehniku PDV 8%. Treba nam program koji će ovo da automatizuje.

5. Napraviti klase na osnovu sledećeg teksta. Naš fakultet ima studente i zaposlene. O Studentima čuvamo sledeće podatake: ime,

prezime, adresa, broj telefona I indeks dok o zaposlenima: ime, prezime, adresa, broj telefona kao i idZaposlenog. Napraviti program

za vođenje evidencije o studentima i zaposlenima.

ZADACI ZA SAMOSTALNO VEŽBANJE

Na osnovu materijala za ovu nedelju uraditi samostalno sledeće zadatke:

49 49

11

Zaključak

50


Polimorfizam znači da će poziv funkcije članice izazvati pozive različitih funkcija u zavisnosti od tipa objekta koji je pozvao funkciju.

Pokazivači/reference na bazne klase kojima dodelimo adresu objekta izvedene klase imaju pristup samo funkcijama i podacima

bazne klase. Virtuelne funkcije rešavaju problem pokazivača na bazne klase kojima se dodeljuje adresa objekta izvedene klase.

Virtual naznačava da će funkcija biti naknadno prilagođena zahtevima objekata izvedenih klasa. U slučaju korišćenja virtuelnih

funkcija sa pokazivačima na objekte prenose se i pokazivači na predefinisane funkcije, što je osnov polimorfizma u objektnom

programiranju. Opšte je pravilo da kada imamo posla sa nasleđivanjam da destruktore klasa definišemo kao virtuelne, korišćenjem

ključne reči virtual u deklaraciji.

Apstrakcija podataka se odnosi na otkrivanje samo osnovnih informacija spoljašnjem svetu (tj. interfejsa), sakrivajući detalje o tome

kako je nešto implementirano. Pri kreiranju komponenata vašeg programa, praksa je da se interfejsi razdvoje od implementacije tako

da u slučaju izmene implementacije vašeg koda, interfejsi ostanu netaknuti. Apstrakcija podataka obezbeđuje da unutrašnji

(sakriveni) članovi klase ostanu zaštićeni od nepaţljivog korišćenja koje moţe da pokvari stanje objekta.

Klase koje sadrţe neku čistu virtuelnu funkciju se zovu “apstraktnim” klasama. Apstraktne klase ne mogu biti korišćenje za

instanciranje objekata i sluţe samo kao interfejs. Za razliku od apstraktnih klasa, klase koje mogu biti korišćene za instanciranje

objekata se nazivaju konkretne klase.

Šabloni predstavljaju osnov generičkog programiranja, koje uključuje pisanje koda u smislu da je funkcionalnost koda nezavisna od

korišćenih tipova podataka. U standardnoj C++ biblioteci postoji ogroman broj funkcija koje su napisane korišćenje šablona. Poziv

šablona funkcije se ostvaruje kao i poziv obične funkcije. Pri korišćenju šablona funkcije moraju biti definisani svi operatori i pozivi

funkcija za tipove za koje se instancira šablon funkcije. Šabloni klasa se definišu na sličan način kao i šabloni funkcija. Funkcije

članice šablona klase su ustvari šablonske funkcije. Šablon klase moţe imati nekoliko tipskih parametara koji su razdvojeni

zarezima. Ovi tipski parametri biće korišćeni i za šablone funkcija koje su članice klase C++ dozvoljava definisanje drugačije

implementacije šablona za specijalnu potrebu kada se određeni tip prosledi kao argument šablona.

REZIME

Na osnovu svega obraĎenog možemo zaključiti sledeće:

Documents

Polimorfizam, Apstrakcija, Šablonidigis.edu.rs/pluginfile.php/17223/mod_resource/content/1/Osnove... · 2 POLIMORFIZAM, APSTRAKCIJA, ŠABLONI Pokazivači i reference na osnovne klase